
Title: | Numerische Simulation in der Bruchmechanik | Language: | German | Authors: | Stauske, Caroline Sophia | Keywords: | FEM; APDL; ANSYS; linear elastische Bruchmechanik; elasto-plastische Bruchmechanik; Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis nach FKM; Spannungsintensitätsfaktor; J-Integral; Rissspitzenelemente; Risslängenkorrektur nach Irwin; linear elastic fracture mechanics; elasto-plastic fracture mechanics; fracture mechanical strength verification according to FKM; stress intensity factor; J-integral; crack tip elements; crack length correction according to Irwin | Issue Date: | 11-Jul-2025 | Abstract: | Zunächst wird eine Einführung in die Bruchmechanik gegeben, darauffolgend werden linear elastische und elasto-plastische Bruchkriterien und deren analytische und numerische Berechnung vorgestellt. Anschließend wird ein CT-Proben-Modell in der ANSYS-Workbench und in ANSYS-Classic (APDL) erstellt. Dieses Modell wird nach verschiedenen analytischen, semi-empirischen und numerischen Methoden berechnet und die Berechnungsergebnisse mit einem Versuch verglichen. Anhand des CT-Proben-Modells in APDL wird die Wegabhängigkeit des J-Integrals, der Einfluss der Plastifizierung auf das J-Integral und Form und Größe der plastischen Zone untersucht. Im Anschluss wird ein zweites Modell (Scheibe mit mittigem Riss) in ANSYS-Classic und in der ANSYS-Workbench erstellt. Dieses wird dann ebenfalls nach verschiedenen analytischen, semi-empirischen und numerischen Methoden berechnet. Als letztes werden die Ergebnisse und Unterschiede der beiden Modelle verglichen. Firstly, an introduction to fracture mechanics is given, followed by a presentation of linear elastic and elasto-plastic fracture criteria and their analytical and numerical calculation. Subsequently, a CT specimen model is created in the ANSYS-Workbench and in ANSYS-Classic (APDL). This model is calculated using various analytical, semi-empirical and numerical methods and the calculation results are compared with a test. Using the CT specimen model in APDL, the path dependence of the J-integral, the influence of plasticisation on the J-integral and the shape and size of the plastic zone are investigated. A second model (disc with central crack) is then created in ANSYS-Classic and in the ANSYS-Workbench. This is then also calculated using various analytical, semi-empirical and numerical methods. Finally, the results and differences between the two models are compared. |
URI: | https://hdl.handle.net/20.500.12738/17867 | Institute: | Fakultät Technik und Informatik Department Maschinenbau und Produktion |
Type: | Thesis | Thesis type: | Bachelor Thesis | Advisor: | Kolarov, Georgi | Referee: | Haas, Alexander |
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